1 - La nascita della genetica-

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1 1 - La nascita della genetica- La Genetica è la Scienza che studia come i caratteri ereditari si trasmettono dai genitori ai figli. I caratteri ereditari sono le caratteristiche di ogni persona come per esempio il colore degli occhi e il colore dei capelli. Gregorio Mendel ( ) ha spiegato come si trasmettono questi caratteri. Mendel ha fatto molti esperimenti con le piante di pisello. Queste piante sono di diversi (molti e diversi tra loro) tipi: il fiore può essere ROSSO o bianco il seme può essere GIALLO o verde lo stelo può essere ALTO o basso Mendel osserva prima il colore del fiore e crea linee pure, cioè trova piante che generano, danno sempre origine (danno origine= fanno nascere) a piante solo con fiori rossi o solo con bianchi. La prima legge di Mendel o legge della dominanza Mendel feconda una pianta a fiori rossi con una pianta a fiori bianchi (feconda = mette il polline dei fiori bianchi su un fiore rosso, in questo modo la pianta può fare dei semi, e nasceranno altre piante). Nascono solo piante con fiori rossi (100%). Il carattere fiori bianchi sembra scomparso. Mendel chiama carattere dominante il carattere fiori rossi e carattere recessivo il carattere fiore bianco. Queste piante si chiamano ibridi, hanno dentro di sé due caratteri diversi, ma ne vediamo uno solo, quello dominante. 4

2 Mendel ripete l esperimento, considera (osserva) il carattere colore del seme. Ci sono piante a seme giallo e piante a seme verde. Se feconda piante a seme verde con piante a seme gialloe ottiene lo stesso risultato: il carattere seme verde sembra scomparso, non si vede più: restano piante che hanno dentro di sé i due caratteri, ma ne vediamo uno solo, anche queste piante sono sono ibridi. Chiama dominante il carattere seme giallo e recessivo il carattere seme verde. La seconda legge di Mendel o legge della segregazione degli ibridi Mendel continua i suoi esperimenti, incrocia due ibridi a fiori rossi e ottiene: 3 piante a fiori rossi (carattere dominante 75 %) 1 pianta a fiori bianchi (carattere recessivo 25 %) Alla seconda generazione(i figli dei figli sono la seconda generazione) ricompare (si vede ancora, compare ancora) il carattere recessivo. Mendel ottiene lo stesso risultato con il carattere colore del seme cioè ricompare il carattere recessivo seme verde. 3 piante con semi gialli (carattere dominante: 75%) 1 pianta con semi verdi (carattere recessivo:.25 %) 5

3 La terza legge di Mendel o legge dell indipendenza dei caratteri Mendel osserva sulla stessa pianta due caratteri: colore del seme (giallo o verde) e aspetto del seme (liscio o rugoso). Dall incrocio di due linee pure (P) seme giallo liscio e verde rugoso sono nati ibridi, piante (F 1 ) che hanno i caratteri dominanti: seme giallo liscio (100%) Dall incrocio degli ibridi (F 1 ) ottiene piante con diverse combinazioni di caratteri (F 2 ): 9 piante seme giallo liscio 3 piante seme giallo rugoso 3 piante seme verde liscio 1 pianta seme verde rugoso Questa è la legge dell indipendenza dei caratteri, perché ogni carattere si trasmette ai figli (passa dai genitori ai figli) indipendentemente (in modo indipendente, non dipendono uno dall altro) dagli altri. ORA TOCCA A TE Osserva le seguenti figure e colora i risultati degli incroci: a. 6

4 b. 7

5 2 - Come spiegare le leggi di Mendel Nella prima metà del Novecento gli scienziati scoprono i cromosomi nel nucleo della cellula e scoprono la struttura del DNA. Queste scoperte hanno permesso di spiegare le leggi di Mendel. Ogni carattere è trasmesso (passa dai genitori ai figli) da un fattore ereditario che si chiama gene. In tutti gli organismi, ogni gene è presente in due forme alternative che si chiamano alleli. Nelle linee pure con carattere dominante a fiori rossi i due alleli sono uguali e li indichiamo con RR. Questi organismi sono detti (li chiamiamo) omozigoti dominanti. Anche nelle linee pure con carattere recessivo a fiori bianchi i due alleli sono uguali e vengono indicati (li indichiamo) con rr. Questi organismi sono detti omozigoti recessivi. Negli ibridi i due alleli sono diversi, uno dominante e uno recessivo, e vengono indicati con Rr. Questi organismi sono detti eterozigoti. Spieghiamo la prima legge Una pianta omozigote con il carattere dominante RR (a fiori rossi) produce solo gameti (granuli di polline e ovuli) con l allele R. Una pianta omozigote con il carattere recessivo rr (a fiori bianchi) produce solo gameti (granuli di polline e ovuli) con l allele r. Con la fecondazione si formano solo piante eterozigoti con gli alleli Rr (a fiori rossi). 8

6 Spieghiamo la seconda legge Le piante eterozigoti producono gameti R e gameti r. Alla fecondazione abbiamo diverse possibilità: Un gamete R si unisce con un gamete R e si forma una pianta RR (omozigote dominante a fiori rossi ). Un gamete R si unisce con un gamete r e si forma una pianta Rr (eterozigote a fiori rossi ). Un gamete r si unisce con un gamete r e si forma una pianta rr (omozigote recessivo a fiori bianchi ). 3 - La genetica dopo Mendel Il genotipo è l insieme di tutti i geni presenti in un organismo (anche quelli che non si vedono). Il fenotipo è l insieme di caratteri che si vedono in un organismo. genotipo RR Rr rr fenotipo fiori rossi fiori rossi fiori bianchi 9

7 ORA TOCCA A TE Scegli la esatta spiegazione giusta: a. genotipo 1. insieme di caratteri che si manifestano in un organismo b. fenotipo 2. organismo che ha due alleli diversi per lo stesso carattere c. omozigote 3. organismo che ha due alleli uguali per lo stesso carattere d. eterozigote 4. insieme di tutti i geni presenti in un organismo Completa con i termini (le parole) dati: omozigote recessivo - eterozigote - omozigote dominante a. Rr.. b. RR. c. rr... Completa la tabella: Nella pianta di pisello, il carattere seme giallo (G) è dominante e il carattere seme verde (g) recessivo. Completa la tabella che descrive i risultati dell incrocio di due piante di linea pura: una a seme giallo e una a seme verde. G G g g Con quale probabilità nasce una pianta a seme giallo? 10

8 4 - L ereditarietà nell uomo La determinazione del sesso La specie umana ha 46 cromosomi. Ogni cellula del corpo ha 22 coppie di cromosomi omologhi e 1 coppia di cromosomi sessuali. La femmina ha la coppia di cromosomi sessuali XX e il maschio ha la coppia XY. Questi cromosomi sessuali si separano durante la meiosi. Nella femmina si formano solo cellule uovo con un solo cromosoma X. Nel maschio si formano spermatozoi con un solo cromosoma X e spermatozoi con un solo cromosoma Y. Quando la cellula uovo è fecondata da uno spermatozoo con il cromosoma X, nasce una femmina XX. Quando la cellula uovo, invece, è fecondata da uno spermatozoo con il cromosoma Y, nasce un maschio XY. La probabilità che nasca un maschio è del 50 %. Anche la probabilità che nasca una femmina è del 50 %. gamete maschile gamete femminile 11

9 Le malattie ereditarie Alcune malattie sono ereditate (l eredità è quello che i genitori lasciano ai figli) dai genitori e sono presenti dalla nascita. Queste malattie sono dovute (avvengono, ci sono a causa della) alla mutazione (a cambiamenti) di alcuni geni. Le malattie ereditarie più note (conosciute) sono: l anemia mediterranea, l albinismo, il daltonismo e l emofilia. L anemia mediterranea è chiamata anche talassemia perché è diffusa nell area mediterranea; la provoca un gene recessivo indicato con m, mentre il gene sano è indicato con M. In questa malattia i globuli rossi non trasportano la quantità di ossigeno normale. L individuo che ha un solo allele malato non ha la malattia e si chiama portatore sano. Un individuo malato possiede il genotipo mm (omozigote recessivo). Un individuo sano possiede il genotipo MM (omozigote dominante). Un individuo portatore sano possiede il genotipo Mn (eterozigote). Dall incrocio di due portatori sani si ottengono queste percentuali: 25 % sani 25 % malati 50 % portatori sani L albinismo è causato da un gene recessivo che non permette la sintesi della melanina, una proteina responsabile dell abbronzatura. Gli albini sono individui con peli e pelle molto chiari. Il daltonismo è causato da un gene recessivo indicato con X + che si trova sul cromosoma sessuale X. Gli individui daltonici non distinguono alcuni colori (rosso o verde). L emofilia è causata da un gene recessivo indicato con X + che si trova sul cromosoma sessuale X. Il sangue degli individui ammalati di emofilia non coagula perché manca una particolare proteina. 12

10 ORA TOCCA A TE questa tabella si riferisce alla trasmissione dell albinismo. A indica il gene sano dominante e a indica il gene malato recessivo. Considera l incrocio tra un genitore sano (omozigote) e un genitore portatore sano. (eterozigote). Completa la tabella Può nascere un figlio albino? A a A A La seguente tabella si riferisce alla trasmissione del daltonismo. X + indica il gene malato e X.indica il gene sano. Considera l incrocio tra un padre sano e una madre portatrice. Completa la tabella Con quale probabilità può nascere un figlio maschio daltonico? X Y X + X 13

11 5 - La biotecnologia e l ingegneria genetica. La biotecnologia è una tecnica che usa i microrganismi per produrre sostanze utili all uomo. I lieviti, per esempio, si usano per fare il pane e il vino. Alcune muffe si usano per fare gli antibiotici, per esempio la penicillina. L ingegneria genetica è una tecnica che consente di prelevare (prendere) un gene da un organismo e di inserirlo (metterlo) nel DNA di un altro. Questo organismo cambia, si m odifica, e così può produrre sostanze che normalmente non produce. Questi organismi geneticamente modificati sono detti OGM. 14

12 6 - Le nuove prospettive dell ingegneria genetica. Clonare un animale significa produrne (farne nascere, crearne) una copia identica. Nel 1987 in un laboratorio scozzese è stata clonata la pecora Dolly. 15

13 ATTIVITÀ DI POST-LETTURA Lavorando in gruppo, gli allievi riprendono il cartellone fatto all inizio della lezione e controllano le affermazioni vere, correggono quelle non corrette e lo integrano con le nuove conoscenze acquisite. GLOSSARIO Cerca nel testo le parole che non conosci. Alleli = coppia di geni che determinano un certo carattere. Autoimpollinazione = fecondazione di un ovulo con il polline dello stesso fiore. Biotecnologia = tecnica che sfrutta i microrganismi per scopi utili all uomo. Clone = discendenza costituita da cellule che hanno lo stesso patrimonio genetico. Dominante = gene che maschera l altro gene in una coppia di alleli. Eterozigote = individuo che possiede una coppia di alleli diversi. Fenotipo = modo in cui si manifesta un certo genotipo. Genetica = Scienza che studia la trasmissione dei caratteri ereditari. Geni = segmenti di DNA che contengono l informazione per fabbricare una particolare proteina. Genotipo = insieme dei caratteri ereditari o geni di un individuo. Ingegneria genetica = tecnica che interviene in modo diretto sui geni. Impollinazione incrociata = fecondazione di un ovulo con il polline di un altro fiore. Omozigote = individuo che possiede una coppia di alleli uguali Organismi transgenici = organismi in cui sono stati introdotti geni estranei. Probabilità = calcolo che consente di stabilire quante volte un fatto si può verificare. Recessivo = Gene la cui azione viene mascherata dal gene dominante. FONTE Luigi Leopardi, Mariateresa Gariboldi - Linea Scienze: dalla cellula all universo- Vol. C - Garzanti Scuola 16